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知识点讲解

同步练习

课后拓展训练：

 11.3《动能和势能》同步训练

一、填空题

1．下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_______，势能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

2．地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为岩石、泥土被雨水从高处冲下来时将_________能转化为巨大的_________能。

3．一个物体能够_______，我们就说这个物体具有能，物体由于_____而具有的能叫做动能，动能的大小与物体的______和_____有关。

4．“弓开如满月，箭去似流星”用来形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中，弓的弹性势能转化为箭的_______能，同时也说明了物体弹性势能大小与物体的_______有关。

5．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受_____个力的作用，球的机械能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能_____（选填“大于”或“等于”）零．

二、选择题

6．在探究动能大小与哪些因素有关的活动中,让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块,这是为了探究动能与哪个因素的关系（  ）

A．高度                     B．路程                     C．质量                     D．速度

7．宇宙飞船载人舱在下降到地面附近时，由于空气阻力作用，它做匀速运动中，它的（      ）

A．动能不变，势能减少                               B．动能不变，势能增加

C．动能减少，势能不变                               D．动能增加，势能减

8．天舟一号货运飞船于2017年4月20日19时41分35秒在文昌航天发射中心成功发射升空并与天宫二号空间实验室交会对接，标志着中国航天迈进“空间站时代”，如图所示是该飞船的运行轨道，则关于该飞船从远地点向近地点运行的过程中，其势能、动能和速度的变化正确的是（   ）

A．势能增加，动能减小，速度减小

B．势能减小，动能增加，速度增加

C．势能增加，动能增加，速度增加

D．势能不变，动能不变，速度不变

9．人骑自行车上坡时，速度越来越慢，下列关于这一运动过程的说法中，正确的是（   ）

A．人与车的动能增大，重力势能减小         

B．人与车的动能增大，重力势能增大

C．人与车的动能不变，重力势能不变         

D．人与车的动能减小，重力势能增大

10．体育测试中，小明立定跳远的运动轨迹如图所示，他在上升过程中（   ）

A．动能减小            B．动能增大              

C．重力势能减小      D．重力势能不变

11．关于能的概念，以下说法正确的是（　　）

A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能

B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能

C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大

D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大

12．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景，铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（    ）

13．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在A点。用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力变大

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能

C．小球在A点时的机械能最大

D．在来回运动中，小球的机械能保持不变

三、简答题

14．某运动员做蹦极运动，从高处自由下落，如图，A点是弹性绳自由伸长时的终点，B点是弹性绳拉力与运动员重力相同的位置，C点是第一次下落的最低点。

（1）请简述运动员从A点到C点的过程中能量的转化情况；

（2）若运动员达到C点时，所受的力都消失，他的运动状态将如何？

15．“南孔圣地，衢州有礼”，衢州市民积极践行“文明出行”的各项规定，比如骑电瓶车的规定为：出行要戴头盔（头盔外部材枓坚硬，内部材料松软），不带12岁以上的人，不超速行驶。请运用科学知识，从安全角度解释该规定的科学道理。

四、实验题

16．在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中（不计空气阻力）

(1)如图甲所示，让两个不同质量的钢球分别从同一斜面的同一高度由静止释放｡质量越____  （填“大”或“小”）的钢球把木块B 撞得越远，说明钢球的动能就越大；

(2)如图乙所示，若斜面光滑，不计空气阻力，钢球机械能守恒｡钢球从斜面静止滑下碰撞木块后，木块在水平面上滑动一段距离后停下来｡增大斜面的倾角，仍让钢球从同一高度处由静止滑下，则木块在水平面上移动的距离______（填“变大”、“不变”或“变小”）。

17．小明用弹簧测力计，木块A、砝码、木板、斜面、小车、毛巾等器材完成下列实验。

（一）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图；

(1)将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做_____运动。这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小；

(2)小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，可得出的初步结论是_____；

（二）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图；

(1)该实验的研究对象是_____，它的动能大小是用_____来反映的；

(2)乙图的实验过程中存在的问题是_____；

(3)在探究质量对动能的影响时，应控制小车到水平面的初速度相等，具体操作方法是_____；

（三）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图；

丙图所示的同一小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力分别为f₁、f₂，克服摩擦力做的功分别为W₁、W₂，不计空气阻力，则f₁_____f₂，W₁_____W₂（大于/等于/小于）。

18．小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，小宇应先后三次将小球从斜面的_____（同一/不同）高度处释放，比较小球在_____（同一/不同）粗糙面上滑行的路程．

（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系．小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图甲所示，由此得到结论：_____．小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，将_____．

（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁_____W₂（选填“＞”、“＜”或“＝”）．

（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是_____．在如图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲_____f_乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）．

参考答案

1．不变    变小   

【解析】

（1）雨滴匀速下落时，质量不变速度不变所以动能不变。

（2）雨滴匀速下落时，质量不变但高度减小，所以重力势能减小。

2．重力势能动

【解析】

泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时，质量不变，高度减小，速度增大，即重力势能减小，动能增加，故将重力势能转化为巨大的动能.

3．做功    运动    质量    速度   

【解析】

（1）物体能够对外做功，我们就说物体具有能量；

（2）运动的物体能够做功，物体由于运动而具有的能叫动能；

（3）（4）通过生活实际及实验验证可知：动能的大小与物体的质量和速度有关；物体的质量越大、速度越快则动能就越大。

4．动    弹性形变的大小   

【解析】

（1）拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能；

（2）同时也说明了弹性势能的影响因素是物体的弹性形变程度。

5．一    不变    大于   

【解析】

【分析】

地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用；

不考虑能量损失，动能和势能转化过程中，机械能总量守恒；

球到达最高点时，仍有向前运动的速度．

【详解】

不考虑空气阻力，实心球离开手后，手的作用力消失，实心球靠惯性向前飞行，此过程中只受到竖直向下的重力；

离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能；

从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能．如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变；

球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零．

6．D

【解析】

让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块，那么小车到达斜面底端时速度大小不一样，这时观察木块运动距离的远近即可探究动能与速度的关系，故选D。

7．A

【解析】

根据题意知道，载人舱下降到地面附近时，由于质量不变，速度大小不变，则动能不变；由于高度减小，则重力势能减小，故只有A符合题意。

8．B

【解析】

该飞船从远地点向近地点运行的过程中，飞船的质量不变，速度不断增大，动能不断增大，飞船和地球的相对高度减小，势能不断减小．

故选B.

9．D

【解析】

人骑自行车上坡时，高度越来越高，所以重力势能越来越大；速度越来越慢，动能则越来越小，这个过程是动能转化为重力势能，所以A. B. C不符合题意，只有D符合题意。故选D.

10．A

【解析】小明立定跳远的运动轨迹如图所示，在上升过程中质量不变，速度变小，动能变小；

同时高度升高，重力势能增大．

即动能减小，重力势能增大．

故A正确，BCD错误．

11．A

【解析】

A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；

B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能，B错误；

C．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；

D．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。

故选A。

12．A

【解析】如图，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零．从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大．整个过程动能先减小再增大．

A、动能先减小后增大．符合题意．

B、动能先增大后减小．不符合题意．

C、动能先减小到0，后增大．不符合题意．

D、动能先增大后减小．不符合题意．

13．C

【解析】A．当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故A错误；

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；

CD．由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即此时小球的机械能最大，故C正确，D错误。

14．见解析所示

【解析】（1）运动员从A点到B点的过程中，质量不变，高度降低，重力势能变小；弹性绳对运动员的拉力小于重力，合力方向向下，运动员速度变大，动能变大；同时弹性绳的形变程度变大，弹性势能变大，故运动员将自身的重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能；运动员从B点到C点的过程中，质量不变，高度降低，重力势能变小；弹性绳对运动员的拉力大于重力，合力方向向上，运动员速度变小，动能变小；同时弹性绳的形变程度变大，弹性势能变大，故运动员将自身的动能和重力势能转化为弹性绳的弹性势能。

（2）运动员到达C点时，速度为零，根据牛顿第一定律可知，物体在不受力时将保持原来的运动状态不变，即物体将在C点保持静止状态。

15．见解析

【解析】【详解】由规定知不带12岁以上的人，若带上12岁以上的人，电瓶车的总质量一般会明显增大，电瓶车的惯性将较大，容易导致交通事故的发生，一定速度的电瓶车质量大时，动能大，发生交通事故时将造成更大的伤害；头盔外部材枓坚硬，能抵抗一定程度来自外部的力量，减小对头部的伤害；头盔内部材料松软，发生碰撞时刻增大头部的受力面积，减小压强；超速行驶的电动车在遇到紧急情况刹车时制动距离长，容易导致交通事故的发生；一定质量的超速行驶的电瓶车因速度过大，动能会很大，发生交通事故时将造成更大伤害。

16．大    不变   

【解析】(1)[1]动能大小跟质量、速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。故不同质量的钢球分别从同一斜面的同一高度由静止释放｡质量越大的钢球把木块B撞得越远。

(2)[2]钢球从不同倾斜角度的斜面，同一高度处由静止滑下，同一小球的重力势能相同，斜面光滑，没有摩擦力，机械能守恒，钢球从斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，重力势能相等，动能相等，所以小球运动距离不变。

17．匀速直线    在接触面粗糙程度一定的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大    小车    木块移动的距离    木块放在不同的位置，不便于观察木块移动的距离    让小车从斜面同一高度由静止释放    >    =   

【解析】【详解】

(一)(1)[1]实验中，需用测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以两个力大小相等。

(2)[2]由图甲和表中数据可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

(二)(1)[3][4]该实验的研究对象是小车，它的动能大小是用木块被推动的距离来反映的。

(2)[5]图乙中木块放在水平面的位置不同，这样不便于比较木块被推动的距离。

(3)[6]图乙中让小车从斜面的同一高度滑下，这样小车到达斜面底端时的速度就相同。

(三)[7]丙图中，小车对水平面压力相等，都等于小车重力，毛巾比木板粗糙，所以小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力关系为f₁＞f₂

[8]本实验中，小车滑下来的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以两次实验中小车的动能相同，克服摩擦力做的功也相同，即W₁=W₂

18．不同    同一    当速度相同时，水平面粗糙程度越小，小球滑行距离越远    做匀速直线运动    =    没有控制两个小球的质量相等    = 

【解析】

【详解】

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，小球的速度不同，接触面粗糙程度相同，所以应让小球从相同高度处释放，比较小球在相同粗糙面上滑行的路程；

（2）在探究过程中，采用控制变量法，保证小车到达水平面时的速度相同，通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快；若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向不变，即做匀速直线运动；

（3）在本实验中，小球的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小球质量和速度相同，所以三次的动能相同，做的功也相同；

（4）要模拟研究汽车超速带来的安全隐患，应使速度不同但质量相同的小球撞击木块，由图乙知，小球的质量不同，这种设计不合理；在图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中对接触面的压力和接触面的粗糙程度没变，受到的摩擦力不变，则f_甲 =f_乙